Tartalom
Az „Oasis of the Seas” a világ legnagyobb tengerjáró hajója, 100 000 tonna tömeggel, mégis úszik. A hajótervezők az Archimedes elvét alkalmazzák, amely kimondja, hogy ahhoz, hogy egy hajó úszhasson, a saját súlyánál nagyobb mennyiségű vizet kell kiszorítania. Ez az összetett koncepció az alábbiakban ismertetett érdekes demonstrációk és kísérletek révén könnyebben elérhetővé válik a hallgatók számára.
Hogy kezdődött az egész
Az ókori Görögországban II. Hiero király megkoronázást rendelt egy helyi aranyművész által. Kételkedett benne, hogy ez tiszta arany-e, ezért Archimedes filozófus-tudós feladatát adta a kiderítésnek. Archimedes belépett egy meleg fürdőbe, és látta, hogy az oldalról víz ömlött le, amikor belemerült a kádba, és rájött, hogy az elmozdult víz megegyezik testének térfogatával. - kiáltott fel, amikor úgy döntött, hogy ezt az elmozdítási technikát alkalmazhatja a korona térfogatának és sűrűségének kiszámítására. Vizsgálata bizonyította, hogy a koronák sűrűsége kevesebb, mint az arany, tehát a korona nem volt tiszta arany.
Ball Versus Hull
Amikor felmerül a kérdés, hogy miért süllyed az alumínium henger, a hallgató tévesen válaszol: „Mert ez tömeg több.” Adjon két darab 5 hüvelykes és 5 hüvelykes alumíniumfóliát. Keresse meg mindkettő tömegét. Kérd meg a tanulókat, hogy egy négyzet alakú fóliát szűkítsék be egy szoros golyóba, dobják a vízbe, és nézzék, ahogy elsüllyed. Kísérletezzen a második négyzettel, amíg megtalálja a módját, hogy az alumínium lebegjen. Ha az alumínium hajó alakú, akkor lebeg, mert a térfogata jelentősen megnőtt, miközben a tömeg ugyanaz maradt. A csónak héja levegővel van feltöltve, és a súly növelése nélkül növeli a térfogatot. A hajó lebeg, ha a hajó tömege kisebb, mint a víz, amelyet elhagy. Üreges hajótesttel a hajó több vizet fog kiszorítani, mint a labda.
Lebegő hélium ballon
••• Comstock / Stockbyte / Getty ImagesA gravitációs erő függ a tárgy tömegétől, hogy egy folyadékon keresztül le tudja húzni. Amint a tárgy elsüllyed, a felhajtóerő hatására a tárgy felfelé tolódik. Ha a gravitációs erő nagyobb, mint a felhajtóerő, akkor a tárgy elsüllyed. A hélium léggömbök a levegőben lebegnek, mert az általuk kiszorított levegő tömege nagyobb, mint a hélium és a ballon tömege. Csatlakoztassa a szalagot egy hélium ballonhoz, és az lebeg, mert a felhajtóerő nagyobb, mint a gravitációs erő. Növelje a gravitációs erőt a súly növelésével. Kösse össze az pereceket a szalaggal, növelve ezzel a súlyt, amíg a ballon elsüllyed. Most aprítsa el az perec apró darabjait, amíg a ballon lassan nem kezd emelkedni. Ha a léggömb „lebeg”, a gravitációs erő megegyezik a felhajtóerővel.
Lebegő szőlő
Az Archimedes elv alapján a hallgatók meghatározhatják, hogy egy tárgy elsüllyed vagy úszik-e különböző folyadékokban. Készítsen tiszta poharat meleg vízzel. Adj hozzá egy szőlőt, és az elsüllyed. Adjunk sót az üveghez, és a szőlő úszni kezd. Emlékezz az Archimedes-re: Ha egy tárgy folyadékban meghaladja a saját térfogatát, akkor elsüllyed. Só hozzáadása a vízhez növeli a térfogat egységenkénti tömegét, amíg az egyenlő vagy sűrűbb, mint a szőlő. Ebben az időben a szőlő lebeg.